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Wissen · Kaufberatung

Beschriftungslaser integrieren: was Sie vor dem Kauf klären sollten

Wer einen Beschriftungslaser integrieren will, kauft eine Markiereinheit, die in einer fremden Anlage funktionieren muss. Ob das gelingt, hängt meist an Fragen, die im Angebot fehlen: Wer verantwortet die Laserschutzzelle, welche Signale tauscht die SPS mit dem Laser aus und woher kommen die Seriennummern?

Auf einen Blick

  • Eine offene Markiereinheit hat Laserklasse 4 und braucht eine Schutzzelle mit Interlock
  • Der Handshake mit der SPS legt fest, wann markiert wird und wann das Teil weiterfährt
  • Variable Daten kommen aus CSV, Datenbank oder MES und laufen idealerweise mit Rückmeldung
  • Arbeitsabstand, Markierfeld und Absaugung bestimmen den Platzbedarf im Einbauraum
  • Musterteile und eine Signalliste vor der Bestellung verkürzen die Inbetriebnahme

Wer einen Beschriftungslaser integrieren will, stellt beim Hersteller meist zuerst Fragen zur Laserquelle: wie viel Watt, Faserlaser oder UV, welches Markierfeld. Diese Fragen sind schnell beantwortet. Teuer wird es bei den Punkten, die erst bei der Inbetriebnahme auffallen, etwa ein Interlock, der nicht zur Sicherheitssteuerung der Anlage passt, oder eine Signalfolge, die niemand definiert hat. Manchmal fehlen im Einbauraum auch einfach zwanzig Millimeter für den Scankopf. Die folgende Checkliste ordnet die Themen so, wie wir sie mit Maschinenbauern und Integratoren vor einer Bestellung durchgehen.

Einbaueinheit oder fertige Station

Am Anfang steht die Frage, was Sie eigentlich kaufen. Eine offene Markiereinheit wie der Integra ist für den Einbau gedacht. Sie besteht aus Laserquelle, Scankopf mit F-Theta-Objektiv und Steuerung und wird in eine Zelle, eine Rundtaktanlage oder eine Produktionsstraße gesetzt, die Sie selbst bauen oder bauen lassen. Den Strahlschutz liefert dann Ihre Anlage.

Die Alternative ist eine komplette Station. Der GLX500 hat einen eigenen Bauraum für Werkstücke bis 800 × 600 × 400 mm und 200 kg, eine integrierte SPS und lässt sich von einem Roboter beladen. Er steht neben der Linie und übernimmt dort den Markierschritt. Sie sparen die Konstruktion einer Schutzzelle, brauchen aber mehr Stellfläche.

Als Faustregel gilt: Wer ohnehin eine Sondermaschine baut, integriert eine Einheit. Wer eine bestehende Fertigung um einen Markierschritt erweitert und keine eigene Konstruktionsabteilung dafür abstellen will, fährt mit einer fertigen Station meist schneller.

Sicherheitskonzept: Laserklasse 4 im Einbauraum

Eine offene Markiereinheit hat Laserklasse 4. Der direkte und der gestreute Strahl gefährden Augen und Haut, und brennbare Materialien im Strahlbereich können sich entzünden. Deshalb darf die Einheit nur in einer Umgebung laufen, die den Strahl vollständig abschirmt und den Laser abschaltet, sobald jemand die Zelle öffnet.

Klären Sie vor dem Kauf, wie der Interlock der Markiereinheit an Ihre Sicherheitstechnik angebunden wird. Der Integra hat einen zweikanalig redundant überwachten Interlock-Anschluss, einen Anschluss für die Emissionsanzeige und Sicherheitskomponenten von Pilz oder Siemens. Passt das zu Ihrer Sicherheitssteuerung, sparen Sie Adapterlösungen. Sichtfenster in der Zelle brauchen ein Laserschutzglas, das für die Wellenlänge ausgelegt ist, also für 1064 nm beim Faserlaser und für 355 nm beim UV-Laser.

Ist die Zelle geschlossen und überwacht, erreicht die Gesamtanlage im Normalbetrieb Laserklasse 1. Für Einrichten und Service mit geöffneter Zelle brauchen Sie trotzdem ein Konzept. Arbeiten Beschäftigte dabei an der offenen Klasse-4-Einheit, gelten die Pflichten der OStrV, darunter ein sachkundiger Laserschutzbeauftragter. Wer die fertige Anlage in Verkehr bringt, verantwortet außerdem deren CE-Konformität als Ganzes. Diese Rolle sollte im Projekt früh einen Namen haben. Mehr zu Umhausung, Interlock und Schutzbrillen steht im Beitrag zur Lasersicherheit.

Signale und Handshake mit der SPS

Der Laser markiert, wenn die Anlage es sagt, und meldet zurück, wenn er fertig ist. Bei der Inbetriebnahme hakt es genau an dieser Abstimmung besonders oft, deshalb gehört vor die Bestellung eine Signalliste. Typisch sind ein Startsignal von der SPS und die Rückmeldungen Bereit, Markierung läuft, Markierung fertig und Fehler. Laufen mehrere Teilevarianten über dieselbe Station, kommt die Auswahl des Markierjobs dazu.

Für die Übertragung reichen bei einfachen Abläufen digitale Ein- und Ausgänge. Sobald Jobnummern, Zählerstände oder Statusmeldungen ausgetauscht werden, lohnt sich ein Feldbus. Beim GLX500 stimmen wir die SPS-Schnittstellen nach Kundenwunsch ab, zum Beispiel Profinet, EtherCAT, OPC UA oder Ethernet/IP. Fragen Sie gezielt nach dem Protokoll Ihrer Anlage und nach einem Beispielprogramm für den Handshake.

Legen Sie auch fest, was bei einer Störung passiert. Bricht eine Markierung ab, muss die SPS das Teil ausschleusen oder neu markieren lassen. Bei einer Data-Matrix-Kennzeichnung bewährt sich eine Kamera direkt hinter dem Laser, die den Code sofort liest und das Ergebnis an die SPS meldet.

Datenanbindung: woher die Nummern kommen

Eine feste Beschriftung wie ein Logo oder eine Artikelnummer ist im Markierjob hinterlegt. Seriennummern, Chargen und Datumscodes ändern sich dagegen mit jedem Teil. Die Markiersoftware kann sie selbst hochzählen, aus einer CSV- oder Textdatei lesen oder aus einer Datenbank, einem ERP- oder MES-System holen. Beim GLX500 binden wir ERP und MES individuell an, etwa per CSV, ODBC oder REST-API.

Klären Sie, wer die Nummer vergibt. Kommt sie aus dem MES, braucht der Laser vor jedem Teil den richtigen Datensatz und sollte die tatsächlich markierte Nummer zurückmelden. Sonst entstehen bei einem abgebrochenen Teil Lücken oder Dubletten in der Rückverfolgung. Wie Zähler, Formate und Rückmeldung im Detail funktionieren, beschreibt der Beitrag zu Seriennummern und variablen Daten.

Mechanik, Platz und Medien im Einbauraum

Der Scankopf arbeitet mit einem festen Arbeitsabstand, den das F-Theta-Objektiv vorgibt. Das Teil muss in dieser Höhe liegen, und zwar bei jedem Takt. Die Schärfentiefe ist gering, schon wenige Zehntelmillimeter Höhenversatz können bei feinen Codes Kontrast kosten. Planen Sie deshalb eine Aufnahme, die auf die Markierfläche referenziert, oder eine Z-Achse beziehungsweise einen Autofokus, wenn Teile unterschiedlicher Höhe durch dieselbe Station laufen.

Das Markierfeld bestimmt, wie viel Fläche der Laser ohne Verfahren erreicht. Beim Integra reicht die Spanne je nach Objektiv von 70 × 70 mm bis über 300 × 300 mm. Ein großes Feld braucht einen größeren Arbeitsabstand und damit mehr Bauhöhe. Messen Sie den Einbauraum deshalb mit den Maßen des Objektivs nach, das Sie tatsächlich bestellen.

Zwei Medien gehören in jede Planung. Die Absaugung muss den Rauch direkt am Markierort erfassen, sonst beschlägt das Schutzglas des Objektivs und die Markierqualität sinkt über die Schicht. Bei der Kühlung hat der Integra einen Vorteil: Die Strahlquelle ist luftgekühlt, ein Wasseranschluss entfällt. Achten Sie trotzdem auf ausreichend Luftzirkulation im Schaltschrank oder Gehäuse. Montieren Sie den Scankopf außerdem schwingungsarm, denn Vibrationen aus Förderern oder Pressen übertragen sich direkt auf die Markierung.

Taktzeit und Prozess vor der Bestellung absichern

Die Markierzeit eines Beschriftungslasers ist nur ein Teil der Taktzeit. Dazu kommen Positionieren, Signalaustausch, gegebenenfalls Kamerakontrolle und Ausschleusen. Rechnen Sie den gesamten Ablauf durch, bevor Sie die Laserleistung festlegen. Oft bringt ein kompakteres Layout mehr als zusätzliche Watt. Wie Sie die Markierzeit vorab abschätzen, zeigt der Beitrag zur Taktzeit bei der Laserbeschriftung.

Am sichersten ist ein Test mit echten Teilen. Schicken Sie Musterteile aus der Serie, mit der Oberfläche, die später tatsächlich unter dem Laser liegt. Wir ermitteln daran die Parameter, messen die Markierzeit und prüfen bei Codes die Lesbarkeit. So wissen Sie vor der Bestellung, ob Faserlaser oder UV-Laser passt und welche Leistung Sie brauchen.

Checkliste für das Gespräch mit dem Hersteller

Diese Punkte sollten vor der Bestellung beantwortet sein:

  • Einbaueinheit in eigene Zelle oder komplette Station neben der Linie
  • Sicherheitskonzept mit Interlock-Anbindung, Laserschutzfenster und Verantwortlichem für die CE-Konformität
  • Signalliste für den SPS-Handshake und das Protokoll der Anlage
  • Datenquelle für variable Inhalte und Rückmeldung an ERP oder MES
  • Arbeitsabstand, Markierfeld und freier Bauraum mit dem gewählten Objektiv
  • Absaugung am Markierort und Montage des Scankopfs
  • Taktzeitrechnung und Ergebnis der Musterbeschriftung

Der Integra ist ab 12.500 € netto erhältlich, die Lieferzeit liegt je nach Konfiguration bei vier bis fünf Wochen. Die Inbetriebnahme übernehmen wir online oder vor Ort, eine Bedienereinweisung ist enthalten. Wenn Sie eine Integration planen, schicken Sie uns Ihre Eckdaten und ein paar Musterteile über den Kontakt. Wir gehen die Liste mit Ihnen durch und sagen offen, wo es in Ihrer Anlage eng wird.

FAQ

Häufige Fragen

Die wichtigsten Antworten kompakt zusammengefasst.

Q01 Was brauche ich, um einen Beschriftungslaser in eine Anlage zu integrieren?
Sie brauchen eine Markiereinheit mit Steuerschnittstellen, einen sicheren Einbauraum und eine geklärte Datenquelle. Die Einheit selbst hat bei offener Bauweise Laserklasse 4 und muss in eine Schutzzelle oder Umhausung mit überwachtem Interlock. Dazu kommen der Signalaustausch mit der SPS, eine Absaugung am Markierort und eine Aufnahme, die das Teil im Fokus hält. Wer diese Punkte vor der Bestellung mit dem Hersteller durchgeht, vermeidet Umbauten an der fertigen Anlage.
Q02 Welche Signale tauscht ein Beschriftungslaser mit der SPS aus?
Typisch sind ein Startsignal von der SPS und Rückmeldungen des Lasers wie Bereit, Markierung läuft, Markierung fertig und Fehler. Bei mehreren Teilevarianten kommt eine Auswahl des Markierjobs dazu, entweder über digitale Eingänge oder über einen Feldbus. Die Quittierung muss eindeutig sein: Die SPS gibt das Teil erst frei, wenn der Laser die Markierung als abgeschlossen meldet.
Q03 Brauche ich einen Laserschutzbeauftragten, wenn ich einen Laser der Klasse 4 einbaue?
Für Lasereinrichtungen der Klassen 3R, 3B und 4 verlangt die Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) einen sachkundigen Laserschutzbeauftragten. Ist die Markiereinheit vollständig in einer überwachten Zelle eingeschlossen, erreicht die Gesamtanlage im Normalbetrieb Laserklasse 1. Ob die Pflicht trotzdem greift, hängt davon ab, ob Beschäftigte beim Einrichten, bei der Wartung oder im Service an der offenen Einheit arbeiten. Klären Sie das in der Gefährdungsbeurteilung, bevor die Anlage in Betrieb geht.
Q04 Kann der Laser Seriennummern direkt aus unserem MES holen?
Ja, wenn die Schnittstelle vorher abgestimmt ist. Die Markiersoftware kann Werte aus CSV- oder Textdateien lesen oder eine Datenbank beziehungsweise ein ERP- oder MES-System anbinden. Beim GLX500 stimmen wir die ERP- und MES-Anbindung individuell ab, etwa über CSV, ODBC oder eine REST-API. Sinnvoll ist ein Rückkanal, über den der Laser die tatsächlich markierte Nummer zurückmeldet.
Q05 Integra oder GLX500: welches System passt für die Integration?
Der Integra ist eine kompakte Markiereinheit für den Einbau in eine eigene Zelle oder Linie, mit integrierter SPS, zweikanaligem Interlock-Anschluss und Luftkühlung. Der GLX500 ist eine komplette Maschine mit Bauraum für Werkstücke bis 800 × 600 × 400 mm und 200 kg, ebenfalls mit SPS, und eignet sich für Roboterbeladung und Großformat. Wer eine eigene Anlage baut, landet meist beim Integra. Wer eine fertige Station neben die Linie stellen will, eher beim GLX500.

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